散射与衍射完整版.pptx

第一篇绪论;主要内容;衍射分析方法;物质结构是分子、原子或原子团组成,分子可以单个分子或聚集态。物质结构研究的最终目的是获得具有人类需要性能的新物质、新材料；

物质结构主要包括分子结构、聚集态结构及电子结构三个层次，它包括聚集态结构、分子几何结构（原子、基团的三维空间排列）及电子结构（原子间或分子间的相互作用）三个方面。

聚集态结构

分子与晶体结构

电子结构;聚集态结构：

物相结构-分子或原子、基团的相互作用

显微结构-界面、缺陷结构等

空间分布-周期性的延拓;结构分析的方法;结构分析的实验方法有一个相似的过程：

用某一种波，或者某种粒子，使与被测定对象发生作用；

改变被测定对象中的原子或分子的核或电子的某种能态、甚至解离；

造成入射波（粒子）的散射、衍射及吸收，入射波的强度会减弱，还会产生不同波长的波或粒子；

记录各种波或粒子的强度与波长的关系，或强度与位置的关系，得到各种共振谱、光谱、衍射谱或像；

依据已知的这些谱或像与结构的关系，对谱或像进行分析，即可得出各种结构数据。;表:电磁波各光谱区的一些参数及相应的结构分析方法;射频波、微波与物质的相互作用：;红外，可见，紫外光与物质的相互作用;形成的结构分析仪器：;衍射分析技术的发展;中子、电子、X射线分析的各自特点;性质比较;性质比较;物质结构的一般阐述，结构测定的重要性;晶体结构与空间格子-B;14种可能的Brivs格子;晶体分类;金红石的晶体结构;射线与物质的相互作用;1)相干X射线;2)非相干X射线;3)各类电子;现象的解释及可能的应用：

(1)频率不变的X射线

1)透射线：

透过强度与入射X线波长的关系，就是物质的吸收光谱。其上存在着的精细结构，称X射线吸收精细结构（XAFS），用来测定吸收原子的电子结构及配位结构。

2)相干散射：

由弹性碰撞产生的，可以相互干涉。晶体的相干散射只有少数方向相互加强有强光，为衍射线。X射线衍射（XRD）是用来测定晶体结构、多晶材料的相结构、晶粒大小、晶粒取向及微结构的。;(2)频率改变的X射线：

1)不相干散射：

这是因非弹性碰撞产生的，可用来测定原子中的动量分布及研究化学键等。

2)荧光辐射：

外层高能级上的电子跃入内层填补空位，放出多余能量造成的，称荧光光谱。可用来鉴别元素，也可研究化学结构。;(3)各类电子：

反冲电子：非弹性碰撞时造成的，

光电子： 电子吸收了入射X光子逸出原子造 成的，产生光电子能谱。

俄歇电子：外层电子跃入内层空位时产生，得 到物质的表面信息。

二次电子：X射线与物质相互作用产生 的各种 带能粒子在原子中穿行时，与其它 电子相碰而激发的电子，可以用来 得到XAFS谱或成像。;从另一个角度考虑X射线与物质的相互作用;1.X射线的吸收;MassabsorptionCoefficient:;CalculatedmassabsorptioncoefficientforZr;中子的吸收;2.折射、反射和透射;Asnl+11,criticalanglefortotalexternalreflection,?c.;3.散射与衍射;电子与物质的相互作用;运动学与动力学理论考虑的范畴;运动学理论成功之处：;上述五个假设只有第一个是真的，其他4个是假的

对小晶体，如粉末多晶样品，其晶体很小，可忽略多次散射的影响；

另外，对弱反射，数学处理简单，物理概念直观。;动力学理论的考虑：;X射线光源的发展